[发明专利]基于改进郊狼优化算法的多目标协同优化方法及装置在审

专利信息
申请号: 202210705649.8 申请日: 2022-06-21
公开(公告)号: CN115061372A 公开(公告)日: 2022-09-16
发明(设计)人: 杜文莉;王振雷;钱锋;赵亮;叶贞成;田洲;周钊 申请(专利权)人: 华东理工大学
主分类号: G05B13/04 分类号: G05B13/04
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 陶玉龙;陆嘉
地址: 200237 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 基于 改进 优化 算法 多目标 协同 方法 装置
【说明书】:

本发明涉及乙烯裂解炉操作变量优化领域,更具体的说,涉及一种基于改进郊狼优化算法的多目标协同优化方法及装置。本方法包括:步骤S1、建立乙烯裂解过程中操作条件和产品收率之间的模型;步骤S2、以裂解炉操作条件为优化变量,以乙烯裂解产品收率为目标函数,建立乙烯裂解过程多目标协同优化问题模型;步骤S3、采用改进的郊狼优化算法在裂解炉操作变量允许范围内搜索,对乙烯裂解过程多目标协同优化问题模型进行求解,确定最优变量值。本发明提出的基于改进郊狼优化算法的多目标协同优化方法及装置,可以改善乙烯裂解炉的操作水平,提高产品收率,能够应用到乙烯裂解炉实际生产过程中,对企业的生产实际提供一定的理论指导与支撑。

技术领域

本发明涉及乙烯裂解炉操作变量优化领域,更具体的说,涉及一种基于改 进郊狼优化算法的多目标协同优化方法及装置。

背景技术

石油化工行业是国民经济的基础工业,乙烯生产技术作为石油化工技术的 关键技术,裂解炉处于乙烯生产装置的核心位置,其能耗约占整个乙烯装置的 50%-60%,可见裂解炉的操作水平显著影响整个乙烯厂的效益。

裂解原料与稀释蒸汽混合之后进入裂解炉在高温下发生剧烈的裂解反应, 生成乙烯、丙烯、丁二烯、甲烷、乙烷等产品。对裂解过程中主要操作变量的 设置,对乙烯、丙烯和丁二烯等裂解产品的收率有显著影响。

然而,裂解炉各产品的收率之间存在着矛盾,不能同时达到最大,所以, 如何能对裂解炉各产品收率进行整体优化是一个多目标优化问题。

现有技术中对裂解炉操作变量设定值的选取主要参照裂解炉专利商提供 的规定值或经验值,往往主观性较强,缺乏定量指导,从而对各台裂解炉的运 行效率、裂解产品收率以及裂解效益等产生很大的影响。

因此,目前亟需一种多目标协同优化方案,对裂解炉的各操作变量进行优 化,实现裂解炉产品收率的最大化。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于改进郊狼优化算法的多目标协同优化方法 及装置,解决现有技术中乙烯裂解炉各产品的收率难以同时实现最大化的问 题。

为了实现上述目的,本发明提供了一种基于改进郊狼优化算法的多目标协 同优化方法,包括以下步骤:

步骤S1、建立乙烯裂解过程中操作条件和产品收率之间的模型;

步骤S2、以裂解炉操作条件为优化变量,以乙烯裂解产品收率为目标 函数,建立乙烯裂解过程多目标协同优化问题模型;

步骤S3、采用改进的郊狼优化算法在裂解炉操作变量允许范围内搜索, 对步骤S2建立的乙烯裂解过程多目标协同优化问题模型进行求解,确定最 优变量值;

其中,所述改进的郊狼优化算法,通过快速非支配排序方法和拥挤距 离排序方法对种群进行排序。

在一实施例中,所述步骤S1中操作条件包括炉管出口温度、原料进料 流率、汽烃比和炉管出口压力;

产品收率包括乙烯、丙烯和丁二烯的质量收率。

在一实施例中,所述步骤S1,进一步包括以下步骤:

步骤S11、采用基于自由基反应的裂解炉反应管模拟软件进行裂解模拟, 输入变量为操作条件,输出为产品的质量收率;

步骤S12、基于产品的质量收率比对模拟结果和现场结果,对裂解炉反 应管模拟软件进行校正;

步骤S13、利用人工神经网络模型对校正后的裂解炉反应管模拟软件产 生的数据进行全局拟合,采用人工神经网络模型代替实际裂解炉。

在一实施例中,所述步骤S2,进一步包括以下步骤:

步骤S21、以乙烯、丙烯和丁二烯的质量收率构建目标函数;

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